(57)【要約】【課題】  被鋳包部材に付着している塗型剤や防錆剤などの異物を、ショットピーニングや予熱に頼ることなく簡単かつ確実に除去できるようにする。【解決手段】  背面に塗型剤および防錆剤が付着しているシリンダライナ１を、駆動ローラ１７と従動ローラ１８とを備えた回動手段１１上で自転させ、この自転するシリンダライナ１に対してブラシ２４を取付けた噴射ノズル１２を接近させる。そして、加熱タンク１３からポンプ１５により圧送された高温水を噴射ノズル１２から高圧スチームとしてシリンダライナ１に噴射させ、シリンダライナ１に存在する鋳肌を消失させることなく、その背面に付着している塗型剤および防錆剤を効率よく除去する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造により製作した被鋳包部材を鋳造金属で鋳包んでシリンダブロックを製造する方法において、前記被鋳包部材を鋳包む前に、該被鋳包部材の被鋳包み面に付着している異物を高圧スチームにより除去することを特徴とするシリンダブロックの製造方法。
【請求項２】
高圧スチームによる異物の除去に際し、高圧スチームの噴射部位をブラッシングすることを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロックの製造方法。
【請求項３】
異物が、塗型剤および／または防錆剤であることを特徴とする請求項１または２に記載のシリンダブロックの製造方法。
【請求項４】
被鋳包部材を鋳造した後、ショットピーニングにより塗型剤を一次的に除去することを特徴とする請求項３に記載のシリンダブロックの製造方法。
【請求項５】
被鋳包部材が、シリンダライナであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のシリンダブロックの製造方法。
【請求項６】
被鋳包部材が、シリンダライナおよびクランクジャーナル部の補強板であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のシリンダブロックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のシリンダブロックを製造する方法に係り、より詳しくは別体の被鋳包部材を鋳造金属で鋳包むシリンダブロックの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車部品のアルミ化が進む中、シリンダブロックについても、アルミニウム合金の鋳造品が用いられるようになってきている。このようなアルミニウム合金製のシリンダブロックにおいては、ボア部の耐摩耗性と摺動特性とを確保するため、通常、図３に示すように、別途鋳造により製作したシリンダライナ（被鋳包部材）１の背面側をアルミニウム合金（鋳造金属）で鋳包んで、ブロック本体２と一体化するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。また、クランクシャフトを支承するクランクジャーナル部の強度を高めるため、図４に示すように、半円弧形状の軸受面３ａを有する補強板（被鋳包部材）３を別途鋳造により製作し、この補強板３の全体をアルミニウム合金で鋳包んで、ブロック本体２のスカート部２ａと一体化する場合もある。
【０００３】
ところで、上記した鋳包部材としてのシリンダライナ１や補強板３の表面には、その鋳造に際して鋳型にコーティングした塗型剤（異物）が転移付着しており、この塗型剤を残したまま、その後の鋳包みを行うと、溶湯との界面に介在する塗型剤の影響により、被鋳包部材とブロック本体との密着性が損なわれることになる。また、この種の被鋳包部材は、防錆剤（異物）を塗布した状態で保管されることが多いが、この防錆剤もまた、前記塗型剤と同様に被鋳包部材とブロック本体との密着性を悪化させる大きな原因になる。そこで従来、塗型剤については、鋳造後に被鋳包部材にショットピーニングを施して物理的に除去するようにし、また、防錆剤については、事前に加熱炉で予熱して蒸発除去する方法もある。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−７１４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記したようにショットピーニングにより塗型剤を除去する対策によれば、塗型剤を完全に除去する条件でショットピーニングを行うと、被鋳包部材とブロック本体との密着性を高める上で有用となる、鋳肌の凹凸が消失してしまう、という問題があった。また、上記したように予熱を行って防錆剤を除去する対策によれば、予熱に多くのエネルギーを必要するため、コストがかかる、という問題があった。なお、ウォータジェットにより塗型剤や防錆剤を除去する考え方もあるが、この場合は、超高圧ポンプが必要になることに加え、高価なノズルの損耗が激しく、コスト負担の増大が避けられないようになる。
【０００６】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、被鋳包部材に付着している塗型剤や防錆剤などの異物を、ショットピーニングや予熱に頼ることなく簡単かつ確実に除去できるようにし、もって品質の向上とコスト低減とに大きく寄与するシリンダブロックの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、鋳造により製作した被鋳包部材を鋳造金属で鋳包んでシリンダブロックを製造する方法において、前記被鋳包部材を鋳包む前に、該被鋳包部材の被鋳包み面に付着している異物を高圧スチームにより除去することを特徴とする。本発明において、前記異物は、塗型剤であっても防錆剤であってもよく、また、前記被鋳包部材は、シリンダライナあっても、あるいはシリンダライナとクランクジャーナル部の補強板であってもよい。
【０００８】
このように行うシリンダブロックの製造方法においては、高圧スチームを被鋳包部材の被鋳包面に噴射することで、塗型剤や防錆剤などの異物を簡単かつ確実に除去することができるので、被鋳包部材の被鋳包面から鋳肌の凹凸が消失することはない。この場合、高圧スチームの噴射には、特別のポンプや精密構造の噴射ノズルを必要としないので、コスト負担は小さい。
【０００９】
本製造方法の好ましい実施形態では、前記高圧スチームの噴射に際し、その噴射部位をブラッシングするようにしてもよい。また、異物が塗型剤である場合には、被鋳包部材を鋳造した後、軽度のショットピーニングを施すことにより、塗型剤を一次的に除去するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るシリンダブロックの製造方法によれば、被鋳包部材に付着している塗型剤や防錆剤などの異物を、鋳肌の凹凸を消失させることなく簡単かつ確実に除去できるので、品質的に優れたシリンダブロックを安定してかつ低コストで製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基いて説明する。
図１および２は、本発明に係るシリンダブロックの製造方法の途中工程である洗浄工程を示したものである。本洗浄工程は、鋳造により製作された前記シリンダライナ１の背面から塗型剤および防錆剤（異物）を除去しようとするもので、その洗浄システム１０は、シリンダライナ１を支承しかつ回転させる回動手段１１と、該回動手段１１に支承されたシリンダライナ１に高圧スチームを噴射する噴射ノズル１２と、熱交換器により高温水を製造しかつ貯留する加熱タンク１３と、この加熱タンク１３内の高温水を前記噴射ノズル１２に管路１４を介して圧送するポンプ１５と、前記管路１４を開閉する制御弁１６とを備えている。
【００１２】
上記回動手段１１は、ここではモータ（図示略）により回動駆動される駆動ローラ１７とフリーに回転する従動ローラ１８とを備えており、両ローラ１７、１８は、紙面に垂直な方向へ走行可能に配置された走行台１９上に、該走行台１９の走行方向へ延ばして平行に搭載されている。シリンダライナ１は、前記駆動ローラ１７と従動ローラ１８との間に横置きにセットされるようになっており、このセット状態で駆動ローラ１７を回転させることで、シリンダライナ１は自転するようになる。
【００１３】
上記噴射ノズル１２は、ここでは上記走行台１９に隣接して配置したコラム２０に昇降可能に装着された昇降体２１にブラケット２２を介して支持されている。前記昇降体２１は、図示を略す駆動手段により昇降駆動されるようになっており、噴射ノズル１２は、この昇降体２１の昇降に応じて、上記回動手段１１上に支承されたシリンダライナ１に対して上方から接近離間する。噴射ノズル１２は、直方体形状をなしており、その長手方向を前記回動手段１１上のシリンダライナ１の軸方向へ一致させる態様で配置されている。この噴射ノズル１２の幅方向の中心部には、その長手方向に配列して複数のスチーム噴射口２３が設けられており、前記高温水加熱タンク１３から圧送された高温水は、各スチーム噴射口２３からシリンダライナ１へ向けて高圧スチームとして噴射される。
【００１４】
一方、上記噴射ノズル１２の下端部には、一対のブラシ（ワイヤブラシ）２４が取付けられている。各ブラシ２４は、噴射ノズル１２の左右側面に沿って配設されており、洗浄時には、それぞれの先端部が回動手段１１上のシリンダライナ１の外周面（背面）に接触するように位置決めされる。
【００１５】
以下、上記洗浄システム１０による洗浄工程を含むシリンダブロックの製造方法を説明する。
シリンダライナ１は、ここでは、汎用の鋳鉄（例えば、ＦＣ２３０）から鋳造により製作されており、その表面には、鋳造に際して鋳型にコーティングされていた塗型剤が転移付着している。本製造方法においては、このシリンダライナ１の鋳造後、その表面特に背面に軽度のショットピーニングを施すようにしてもよい。この場合の軽度は、鋳肌の凹凸が消失しない程度を意味し、このショットピーニングにより塗型剤が一次的に除去される。その後、シリンダライナ１の背面には防錆剤が塗布され、したがって、シリンダライナ１は、防錆剤の皮膜下に塗型剤を残したまま保管される。
【００１６】
上記洗浄工程は、シリンダブロックの鋳造工程の直前に設定されており、洗浄に際しては、先ず回動手段１１を構成する駆動ローラ１７と従動ローラ１８との上にシリンダライナ１がセットされる。そして、このセット完了により前記駆動ローラ１７が回転駆動され、シリンダライナ１１は一定速度で自転する。一方、前記シリンダライナ１のセット完了と前後してポンプ１５の運転が開始されており、前記シリンダライナ１１の自転開始と同時に制御弁１６が開弁される。すると、加熱タンク１３内の高温水が管路１４および制御弁１６を経て噴射ノズル１２に供給され、噴射ノズル１２の複数のスチーム噴射口２３からシリンダライナ１１ヘ向けて高圧スチームが噴射される。これによりシリンダライナ１の背面に付着していた防錆剤および塗型剤がシリンダライナ１の表面から浮上がり、これらは、シリンダライナ１の自転に応じてブラシ２４により掻き落とされる（除去される）。この除去に際しては、噴射ノズル１２からの高圧スチームの噴射領域が一対のブラシ２４によりトンネル状に閉塞されるので、高圧スチームはもちろん、高圧スチームにより除去された防錆剤や塗型剤が周辺に飛散することはなく、作業環境は良好に維持される。
【００１７】
上記防錆剤および塗型剤の除去は、シリンダライナ１が最初の位置で複数回自転することで、噴射ノズル１２の長さ範囲内で十分に進む。その後、回動手段１１を搭載した走行台１９が所定距離（噴射ノズル１２の長さ分）だけ移動し、シリンダライナ１の未処理の背面が噴射ノズル１２に対して新たに位置決めされる。この間、噴射ノズル１２からの高圧スチームの噴射およびシリンダライナ１の自転は継続されており、これにより次の範囲の防錆剤および塗型剤が除去される。以降、必要により（噴射ノズル１２の長さとシリンダライナ１の長さとの関係）により前記操作が繰返され、これによりシリンダライナ１の背面の全面から防錆剤および塗型剤が除去される。しかして、この洗浄工程においては、シリンダライナ１に対する高圧スチームの衝突エネルギーはわずかであるので、該シリンダライナ１の背面に存在する鋳肌の凹凸はそのまま残る。
【００１８】
なお、上記洗浄工程においては、噴射ノズル１２を位置固定して、走行台１９の移動によりシリンダライナ１を移動させるようにしたが、これに代えて、シリンダライナ１を位置固定して、噴射ノズル１２を移動させるようにしてもよいことはもちろんである。また、噴射ノズル１２の長さをシリンダライナ１と同じ長さに設定した場合は、前記した噴射ノズル１２とシリンダライナ１との相対移動が不要になることも当然である。
【００１９】
上記洗浄工程を終えたシリンダライナ１は、鋳造工程へ搬送される。鋳造工程における鋳造方法は任意であるが、ダイカスト鋳造を採用する場合は、型開き状態で前記シリンダライナ１をボア中子に嵌合セットした後、型閉じおよび型締めを行い、その後、前記ボア中子を含むキャビティ内に鋳造金属（例えば、アルミニウム合金）の溶湯を高速、高圧で充填する。すると、シリンダライナ１は、溶湯との接触により急激に温度上昇するが、シリンダライナ１の背面（被鋳包面）は、上記した事前の洗浄により防錆剤や塗型剤の存在しない清浄な状態となっているので、シリンダライナ１の背面と溶湯との界面は安定し、この結果、溶湯の凝固は安定的に進む。そして、凝固終了により、前記図３に示したように鋳鉄製のシリンダライナ１を鋳造金属からなるブロック本体２に鋳包んでなるシリンダブロックが完成するが、シリンダライナ１の背面には鋳肌の凹凸が存在するので、前記安定した凝固と相俟ってシリンダライナ１とブロック本体２との密着性は十分となる。
【００２０】
ここで、図４に示したように、スカート部２ａのクランクジャーナル部に、鋳造により製作した補強板３を鋳包む場合は、この補強板３に対しても、上記シリンダライナ１に対すると同様に高圧スチームを噴射し、その両面から防錆剤および塗型剤を除去する。この場合、平板状の補強板３に対して高圧スチームを噴射する態様となるので、上記噴射ノズル１２（図１）は、補強板３に対して平行移動させるようにする。
【００２１】
ところで、ダイカスト鋳造ラインにおいては、通常、鋳造を終えたシリンダブロックを冷却水により強制冷却することを行っているので、この強制冷却で生じた高温水を上記洗浄システム１０の加熱タンク１３に回収することで、省エネルギーを図ることができる。
【００２２】
なお、本発明は、鋳造法を限定するものではなく、上記したダイカスト鋳造法以外にも、重力鋳造法、低圧鋳造法等を採用することができる。また、鋳造金属の種類も任意であり、上記したアルミニウム合金以外にも、純アルミニウム、純マグネシウムまたはその合金、純銅またはその合金、鉄系合金等を選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るシリンダブロックの製造方法の途中工程である洗浄工程における洗浄システムの一つの実施形態を示す模式図である。
【図２】洗浄工程で用いる噴射ノズルの構造を示す断面図である。
【図３】シリンダライナを鋳包んでなるシリンダブロックの上部構造を示す断面図である。
【図４】クランクジャーナル部に補強板を鋳包んでなるシリンダライナの下部構造を一部断面として示す側面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    シリンダライナ
２    ブロック本体
３    補強板
１０  洗浄システム
１１  回動手段
１２  噴射ノズル
１３  加熱タンク
２４  ブラシ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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